ЖИДКИЕ КРИСТАЛЛЫ

ЖИДКИЕ КРИСТАЛЛЫ

Особое место в технике занимают жидкие к р и с та л л ы. Жидкие кристаллы — это вещества, переходящие при определен­ных условиях в жидкокристаллическое состояние. Они были от­крыты еще в 1888 г. Ф. Рейнитцером и О. Леманом. Однако их применение началось лишь лет тридцать назад. В настоящее вре­мя жидкие кристаллы широко используют в буквенно-цифровых индикаторах (электронные часы, микрокалькуляторы). Преимущество таких систем состоит в низкой потребляемой мощности и быстром времени срабатывания, что позволяет сочетать их с микросхемами. Некоторые разновидности жидких кристаллов (холестерики) обладают способностью селективно отражать циркулярно поляризованный свет видимого, инфракрасного и ультрафиолетового излучения. Это позволяет измерять температуру тела находящегося в контакте с жидкими кристаллами по изменений цвета излучения. Жидкокристаллическую термографию исполь­зуют в технике для визуализации инфракрасного и СВЧ-изучений, в качестве неразрушающего метода контроля в микроэлект­ронике; в медицине — для диагностики воспалительных и сосу­дистых заболеваний.

Как и обычные жидкости, жидкие кристаллы обладают теку­честью, но при этом они проявляют анизотропность оптических электрических и магнитных свойств. На диаграмме состояния температурный интервал существования жидких кристаллов ог­раничен температурой плавления и так называемой температу­рой просветления, при которой жидкокристаллические мутные образцы становятся прозрачными.

Молекулы жидкокристаллических веществ в силу особеннос­тей их формы стремятся расположиться параллельно друг другу. В зависимости от характера расположения молекул различают три типа жидких кристаллов: смектики, нематики и холестерики. В смектиках молекулы располагаются в слоях. В нематиках имеется ориентационный порядок, при котором длинные оси моле­кул расположены однонаправленно, а центры тяжести молекул — хаотично. В холестерических жидких кристаллах молекулы распо­ложены так же, как в нематических, но в каждом слое молекулы повернуты относительно друг друга на определенный угол, обра­зуя спирали.

Направление преимущественной ориентации молекул в жид­ких кристаллах описывается аксиальным единичным вектором, или директором. Оно меняется под воздействием внешних фак­торов: температуры, механических напряжений, напряженности электромагнитного поля. В свою очередь, изменение преимуще­ственной ориентации молекул вызывает изменение оптических и электрических свойств жидких кристаллов. В результате появля­ется возможность управления этими свойствами путем прило­жения сравнительно слабых сигналов.